酸性橙10的吸附容量、动力学模型、再生与循环及经济-环境评价

2025/10/28 8:54:12 作者:火华

简介

酸性橙10分子内含两个磺酸基团,其在水相中呈负电并具有高水溶性。该化合物在475 nm处有特征吸收峰,溶液浓度与吸光度呈良好线性关系,因此研究人员常用分光光度法快速检测酸性橙10含量。

 酸性橙10的性状

酸性橙10的性状

吸附容量

连续流实验显示,磁性硅胶对酸性橙10的最大饱和吸附量可达58 mg g⁻¹。提高进水酸性橙10浓度能显著增加单位吸附量,但流速升高会缩短停留时间,导致容量下降;床层过低虽容量高却突破迅速,而床层增至约1.7 cm后吸附量趋于稳定,兼顾处理效率与经济性,是工业放大时针对酸性橙10的优选参数[1]。

动力学模型

Thomas模型对酸性橙10突破曲线拟合度高于0.97,表明化学吸附主导整个过程。速率常数随酸性橙10初始浓度增加而降低,随流速升高而升高,证实膜扩散与表面反应共同控速,但表面键合是决定步骤。模型计算得到的理论吸附量与实验值几乎一致,为预测不同条件下酸性橙10的柱行为提供了可靠工具[1]。

再生与循环

采用温和碱性溶液洗脱,被吸附的酸性橙10可在数十分钟内脱附完全,五次循环后吸附效率仍保持92 %,每循环衰减不足2 %,显示活性位点可再生且材料结构稳定。该低温再生方式避免高温焙烧或强酸碱,对设备腐蚀小,洗涤废水盐度低[1]。

经济-环境评价

全生命周期评估以酸性橙10为目标污染物,结果显示新材料虽单价高,但凭借高再生率和低能耗,五年综合成本比传统活性炭下降41 %以上,碳排放削减约62 %,废剂不按危废处置可节省后续费用;投资回收期仅两年余,兼具经济效益与环保优势,对大规模含酸性橙10印染废水的治理具有现实吸引力[1]。

参考文献

[1] Al-Amrani, W. A., Mohammed, A. A., & Megat Hanafiah, M. A. K. (2025). Breaking the batch barrier: Magnetic silica gel fixed-bed columns for sustainable acid orange 10 removal—optimization, regeneration, and cost analysis. Next Research, 2(3), 100652.

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